Quelles sont les perspectives d'application des systèmes de stockage d'énergie par batteries (BESS) dans les systèmes de stockage d'énergie ?

BESS à l’échelle du réseau pour la stabilité et le report des investissements dans les infrastructures

Les systèmes de stockage d’énergie par batteries (BESS) déployés à l’échelle du réseau fournissent des services essentiels de stabilité tout en reportant économiquement des investissements majeurs dans les infrastructures. En absorbant l’énergie excédentaire pendant les périodes de faible demande et en la restituant pendant les pics de consommation, ces systèmes équilibrent les fluctuations de charge qui mettent à rude épreuve les réseaux de transport d’électricité.

Gestion des congestions et lissage des pics de charge

Lorsque les lignes de transmission sont surchargées pendant ces périodes de pointe, cela entraîne une congestion du réseau qui risque de provoquer des coupures de courant et oblige les entreprises électriques à arrêter temporairement certaines sources d’énergie renouvelable. Les systèmes de stockage d’énergie par batteries résolvent ce problème en captant l’énergie excédentaire lorsque la demande est faible, puis en la restituant lorsque le réseau est saturé. Cela permet d’atténuer ces pics de demande brutaux de l’ordre de 15 à 30 %, selon les données du NERC de l’année dernière. La capacité à lisser la consommation d’énergie réduit le recours aux centrales de pointe coûteuses, ce qui permet d’économiser environ sept cent quarante mille dollars par an dans chaque sous-station, tout en évitant le gaspillage de cette énergie propre. En outre, les batteries réagissent presque instantanément aux variations de fréquence du réseau, contrairement aux centrales thermiques traditionnelles, dont la régulation de la puissance sortante prend un temps considérable.

Report des mises à niveau des lignes de transport et des sous-stations

Les anciens réseaux électriques peinent vraiment à suivre l’afflux croissant de nouveaux véhicules électriques et de panneaux solaires installés partout. Examinons brièvement les chiffres : les méthodes traditionnelles de modernisation des lignes de transport coûtent entre un et deux millions de dollars par mile, et l’obtention des autorisations nécessaires ainsi que la construction effective prennent de cinq à sept longues années. C’est ici que le stockage par batteries intervient utilement. Lorsqu’elles sont déployées de façon stratégique, ces grandes installations de batteries peuvent différer ces coûteuses modernisations en atténuant les goulots d’étranglement dans des zones précises du réseau. Selon certaines recherches menées l’année dernière, l’installation d’une batterie de 50 mégawatts avec une capacité de 200 mégawattheures peut reporter de quatre à huit ans entiers la nécessité de travaux sur les sous-stations, tout en contribuant également à d’autres fonctions du réseau. Ce qui rend cette approche particulièrement attrayante, c’est qu’elle est aussi efficace que la construction d’infrastructures nouvelles, mais coûte environ 40 à 60 % moins cher. En outre, ces systèmes modulaires de batteries peuvent être mis en service en moins de 18 mois, ce qui constitue une vitesse fulgurante comparée aux méthodes traditionnelles.

Cette approche prolonge la durée de vie des actifs tout en libérant du capital destiné à des initiatives renforçant la résilience du réseau, faisant ainsi des systèmes de stockage d’énergie par batteries (BESS) un pilier fondamental de la planification adaptative des infrastructures.

Intégration des systèmes de stockage d’énergie par batteries (BESS) avec la production d’énergie renouvelable

Atténuation du gaspillage d’électricité solaire et éolienne

Le problème de la mise à l'arrêt des énergies renouvelables reste encore assez important actuellement. Selon le rapport de l’Agence internationale de l’énergie publié l’année dernière, les parcs éoliens et solaires du monde entier gaspillent environ 8,3 % de l’électricité qu’ils pourraient produire chaque année. Les systèmes de stockage d’énergie par batteries (BESS) contribuent à résoudre ce problème en captant l’énergie excédentaire chaque fois que la production dépasse la capacité d’absorption du réseau. Prenons l’exemple des centrales solaires : elles produisent souvent bien plus d’électricité à midi que ce dont les consommateurs ont besoin ; il est donc logique de stocker cet excédent de milieu de journée pour l’utiliser plus tard, en soirée, lorsque la demande connaît un pic. De même, les parcs éoliens génèrent parfois une quantité importante d’électricité, mais sans disposer suffisamment de clients prêts à l’acheter immédiatement. En conservant cette énergie jusqu’à ce que la demande augmente, nous réduisons effectivement le gaspillage d’énergie propre et rendons les énergies renouvelables économiquement viables pour les exploitants.

Permettre une énergie renouvelable pilotable via la commande du SOC

La gestion de l'état de charge (SOC) transforme ces sources d'énergie imprévisibles en une ressource fiable pour les gestionnaires de réseau. Lorsqu'ils suivent en temps réel les niveaux de SOC, ils peuvent puiser dans l'énergie stockée au moment opportun. Par exemple, maintenir les batteries à environ 80 % de charge pendant la nuit permet de répondre aux pics matinaux de demande d'électricité. Cette approche atténue les fluctuations de la production renouvelable, ce qui rend l'énergie solaire et éolienne plus prévisible, à l'instar des centrales électriques traditionnelles. Selon des essais menés l'année dernière par le National Renewable Energy Laboratory (NREL), les systèmes de stockage par batteries pilotés par des algorithmes de gestion du SOC ont augmenté de près de 37 % la part d'énergie renouvelable effectivement intégrée au réseau.

Systèmes de stockage d'énergie derrière le compteur (BESS) pour les économies commerciales et industrielles

Réduction des frais de puissance souscrits sur les marchés à tarification différenciée selon les heures (TOU)

Les entreprises des secteurs commercial et industriel subissent de plein fouet ces frais de demande exorbitants lorsqu’elles opèrent sur des marchés de l’électricité à tarification différenciée selon les heures (TOU). Le mode de calcul de ces frais est assez simple, mais coûteux : ils sont déterminés en fonction de la période de 15 minutes la plus défavorable en termes de consommation électrique chaque mois, ce qui peut représenter plus d’un tiers des dépenses énergétiques globales. C’est là qu’interviennent les systèmes de stockage d’énergie par batteries installés « derrière le compteur ». Ces systèmes agissent essentiellement comme des amortisseurs de la demande électrique. Plutôt que de puiser directement de l’électricité sur le réseau pendant les périodes de pointe, ils restituent l’électricité stockée, ce qui permet d’atténuer ces pics soudains de consommation et d’éviter aux entreprises de se voir imposer des pénalités supplémentaires liées aux tarifs. Les résultats concrets parlent d’eux-mêmes. Des usines et des pôles technologiques ont observé une réduction de leurs frais de demande allant de 20 à 40 % après l’installation de ces solutions de stockage. La plupart des entreprises constatent que cet investissement est rentabilisé en seulement quelques années, parfois même en moins de cinq ans.

Optimiser les coûts énergétiques grâce au décalage prédictif de la charge

Les systèmes BESS deviennent des outils puissants d’économies financières lorsqu’ils sont associés à des algorithmes prédictifs analysant à l’avance les coûts énergétiques et les schémas de consommation. Ces systèmes intelligents explorent les données historiques, consultent les prévisions météorologiques et surveillent les évolutions du marché afin de déterminer les moments optimaux pour charger les batteries pendant les heures creuses (moins chères) et les décharger lorsque les prix augmentent. L’objectif global est de tirer parti des différences tarifaires selon les plages horaires, tout en générant des économies supplémentaires grâce aux tarifs discriminés selon les heures d’utilisation. De nombreuses entreprises renforcent encore leurs bénéfices en intégrant leur stockage par batteries aux programmes de réponse à la demande : elles reçoivent des incitations financières chaque fois qu’elles réduisent leur consommation électrique pendant les périodes de forte tension sur le réseau. Prenons l’exemple des installations de transformation alimentaire : lorsqu’elles mettent en œuvre l’ensemble de ces stratégies de manière coordonnée, elles parviennent généralement à réduire leurs factures énergétiques annuelles de 18 à 25 % environ, sans perturber leurs opérations normales ni leurs calendriers de production.

Systèmes de stockage d’énergie par batterie (BESS) dans les centrales virtuelles et les services auxiliaires

Les centrales électriques virtuelles, ou CEV pour faire court, regroupent des systèmes de stockage d’énergie par batteries provenant de divers endroits tels que des entreprises, des usines et de grands sites industriels ou de production d’électricité, afin de créer une entité fonctionnant comme une centrale électrique classique, mais répartie sur de nombreux emplacements. Ces configurations virtuelles peuvent effectivement participer à des services spécialisés sur les marchés de l’électricité, notamment en stabilisant le réseau face à des variations soudaines de la demande de puissance. Lorsque le réseau subit ces légères fluctuations de fréquence, l’ensemble des batteries réagit presque instantanément, parfois plus rapidement que les centrales traditionnelles pour maintenir la stabilité du système. Ce qui rend cette approche particulièrement intéressante, c’est la manière dont elle intègre ces unités de stockage distinctes afin qu’elles fonctionnent de façon plus efficace collectivement. Plutôt que de construire de nouvelles lignes électriques et des sous-stations, ce qui coûte des millions, les entreprises peuvent réaliser des économies en se contentant de connecter simplement des batteries déjà existantes. En outre, les propriétaires perçoivent une rémunération supplémentaire lorsque leur énergie stockée contribue à équilibrer le réseau pendant les périodes de pointe ou est mobilisée en cas d’urgence. En définitive, ce que nous observons ici est une méthode permettant de transformer de nombreuses petites unités de stockage dispersées géographiquement en une seule ressource importante et utile pour l’ensemble du réseau électrique, renforçant ainsi la robustesse de notre approvisionnement énergétique face aux aléas tout en offrant aux propriétaires de ces batteries une source de revenus supplémentaire.

FAQ

Qu'est-ce qu'un système de stockage d'énergie par batterie à échelle réseau (BESS) ?

Un système de stockage d'énergie par batterie à échelle réseau (BESS) est un système de stockage d'énergie à grande échelle utilisé pour fournir des services essentiels à la stabilité du réseau. Il stocke l'énergie excédentaire pendant les périodes de faible demande et la restitue pendant les pics de demande, contribuant ainsi à équilibrer les fluctuations de charge et à reporter des investissements coûteux dans les infrastructures.

Comment les BESS contribuent-ils à la gestion des congestions ?

Les BESS contribuent à la gestion des congestions réseau en stockant l'énergie excédentaire lorsque la demande est faible et en la restituant pendant les périodes de forte charge. Cela réduit le risque de coupures de courant, stabilise le réseau et diminue la dépendance aux centrales de pointe coûteuses.

Les BESS peuvent-ils vraiment reporter les mises à niveau des infrastructures ?

Oui, des BESS stratégiquement positionnés peuvent reporter des mises à niveau coûteuses des réseaux de transport et des sous-stations en atténuant les congestions locales sur le réseau, permettant ainsi de réaliser des économies et de gagner du temps par rapport aux mises à niveau traditionnelles des infrastructures.

Comment les BESS s'intègrent-ils aux énergies renouvelables ?

Les systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) peuvent stocker l'énergie excédentaire produite par des sources renouvelables, telles que l’énergie solaire et éolienne, pendant les périodes de production maximale. Cette énergie stockée peut ensuite être utilisée pendant les périodes de forte demande, réduisant ainsi le gaspillage d’énergie renouvelable et améliorant la viabilité financière pour les exploitants.

Quels sont les avantages des systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) derrière le compteur pour les entreprises ?

Les systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) derrière le compteur aident les entreprises à réduire les frais de puissance souscrite sur les marchés à tarification différenciée selon les heures de consommation, en stockant et en restituant de l’énergie afin d’atténuer les pics de consommation électrique. Ces systèmes permettent souvent de réduire considérablement les dépenses énergétiques et peuvent s’amortir en quelques années.

Quel rôle jouent les systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) dans les centrales électriques virtuelles ?

Les systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) sont essentiels aux centrales électriques virtuelles, car ils regroupent des ressources de stockage provenant de divers sites afin d’offrir des services au réseau. Ils contribuent à stabiliser le réseau électrique, réduisent le besoin d’infrastructures nouvelles et créent des flux de revenus supplémentaires pour les propriétaires de batteries.